功能型瀝青路面養(yǎng)護材料設計方法與性能研究.pdf

1、瀝青路面微表處養(yǎng)護技術作為預防性養(yǎng)護技術中最具代表性的方式之一，具有施工方便，開放交通快，可有效修復車轍，明顯改善路面的路用性能，延長路面使用壽命，節(jié)能環(huán)保以及綜合效益好等特點，具有十分廣闊的推廣應用前景。然而隨著現代科學技術的不斷進步，人們對路面材料提出了更高的要求，不再僅僅滿足于傳統(tǒng)意義上的路用性能研究，而是希望其除了具有一般材料所應有的路用性能之外，還可以滿足某些特殊的功能要求，能向功能化和智能化方向發(fā)展。這將極大促進高速公路建設

2、質量，提高交通運輸效益，進而會產生巨大的經濟和社會效益。 本文從優(yōu)化微表處混合料設計方法和常規(guī)性能出發(fā)，研究多因素對其動態(tài)、粘彈流變和疲勞特性的影響及其變化規(guī)律，并在此基礎上展開了對降噪、隔熱降溫等多功能性的研究評價。主要研究工作如下： 首先應用正交設計方法對影響功能型預防性養(yǎng)護材料常規(guī)路用性能（包括拌和時間、粘聚力、粘附砂量、耐磨耗性能、抗輪轍變形能力和水穩(wěn)定性等）的各個因素的顯著性水平進行了分析。研究結果表明：改性乳

3、化瀝青用量、用水量、水泥用量、集料種類和級配類型等對常規(guī)路用性能有影響，其中改性乳化瀝青用量的影響最為顯著。在此基礎上，優(yōu)化了設計方法。 第二，采用Superpave簡單性能試驗方法（Simple Performance Test，簡稱SPT）研究了不同橡膠粉摻量對功能型預防性養(yǎng)護材料動態(tài)模量、粘彈流變特性和疲勞性能的影響。研究結果表明：動態(tài)模量和相位角具有明顯的頻率依賴性和溫度依賴性，適宜摻量橡膠粉的摻入能提高混合料的動態(tài)模量

4、，同時使相位角減?。徊捎脮r-溫等效原理可以將不同溫度和荷載作用頻率下的動態(tài)模量試驗結果轉化得到動態(tài)模量主曲線，適宜的橡膠粉摻量能使動態(tài)模量在整個頻率（或溫度）范圍內的變化幅度減小，混合料的溫度敏感性降低；動態(tài)模量與相位角的關系可以用半對數模型來表征；適宜摻量的橡膠粉能改變混合料的粘彈性質，主要表現為橡膠粉的摻入降低了混合料的總蠕變變形，同時又提高了混合料的總變形中彈性變形和可恢復粘彈變形的成分，從而降低永久變形；橡膠粉的摻入能增大混合料

5、的蠕變勁度模量，其蠕變試驗加載過程中蠕變勁度模量隨時間的變化關系可以由冪函數形式來表征；橡膠粉摻入后混合料的疲勞壽命均會得到較大的改善，且改善效果在較低應力水平下表現更加顯著；建議橡膠粉摻量不宜超過3%。 第三，在保證功能型預防性養(yǎng)護材料滿足路用性能要求的基礎上，展開對其降噪性能以及基于此材料太陽熱反射涂層隔熱降溫性能的研究，掌握其性能的變化規(guī)律，并進行機理分析探討。研究結果表明：橡膠粉的摻入能夠改善混合料的降噪性能，提高其吸聲

6、系數，同時受到各種因素的影響，其中乳化瀝青用量和橡膠粉摻量的影響顯著；橡膠粉改性降噪的主要機理在于減振；根據瀝青路面的光熱環(huán)境，建立了瀝青路面表面的熱平衡方程；太陽熱反射工作原理包括紅外反射和輻射雙重功能；通過自制的試驗系統(tǒng)以及室內外試驗測得的自制太陽熱反射涂層的熱反射率為62．8%，最大降溫幅度達9℃左右，說明太陽熱反射涂層有良好的降溫效果。 最后，針對功能型預防性養(yǎng)護材料使用過程中存在的問題，結合參考微表處工程應用實例，從微